CN101430274A - 血红蛋白比色检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种血红蛋白比色检测装置，它包括，外壳、测试舱、色彩传感器、测试光源以及以单片机为核心的检测电路。测试样品前，先将标示有不同血红蛋白含量的标准色卡上的色彩信息采集到单片机中，然后再采集血液样品的色彩信息，单片机将被测样品的色彩信息与标准色卡上的色彩信息进行比对，即可检测出被测样品的血红蛋白含量。本发明具有使用简单、检测快捷、数据准确、使用成本低以及携带方便等优点，特别适合采血站、采血车、战地卫生所以及地震灾区医疗队等不具备使用大型测试仪器的场所使用。

Description

血红蛋白比色检测装置

所属技术领域

本发明涉及一种检测血液中血红蛋白含量的医用检测装置，具体是指采用比色的方法快速检测血红蛋白含量的血红蛋白比色检测装置。

背景技术

血红蛋白是存在于红细胞中的呼吸分子。它负责将氧气从肺部运送到身体的细胞中，并且负责将身体细胞中的二氧化碳运送到肺部。有些疾病和外伤可能导致血红蛋白的缺乏，另外一些疾病又可能导致血液中血红蛋白的含量超过正常水平。目前血红蛋白的检测在医学领域已被广泛应用，如筛查血液捐献者是否贫血、产前检查以及儿童卫生规划和疾病控制管理等方面。与本发明相近的现有技术是两项中国专利，第ZL03200969.0号中国发明专利(公告日：2003年12月17日，公告号：CN 2593188)和第ZL200720149031.9号中国实用新型专利(公告日：2008年4月2日，公告号：CN201043971Y)公开了两种用于快速检测血红蛋白含量的目测比色装置(卡)。当血液中的血红蛋白含量不同时，血滴在测试纸上显现的红颜色也不相同，血红蛋白的含量由低到高，红色由浅到深。现有技术正是利用血液的这样一个物理特征，预先制备显示各种不同血红蛋白含量的标准模板，测试时将现场采集的样品与标准模板进行目测比对，颜色最相近者，标准模板上所标示的数据即为样品血红蛋白的含量。现有技术的不足之处在于，由于标准模板上的颜色梯度变化很小，人眼对颜色的分辨率较低并且人眼辨识颜色也有一定的个体差异，因此，对同一个样品，不同的测试人员常常会得出不同的检测数据，这在实际操作中是经常发生的。

发明内容

为了克服现有技术中人眼辨识颜色的不足，本发明的目的是提供一种对色彩具有高分辨率的电子比色装置，来代替目测比色，它不但辩色准确，同时还要保留现有技术中的使用方便、检测快速、携带方便的特点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：本发明包括一个壳体和安装在壳体内的以单片机为核心的测试电路。在壳体上连接有一个测试舱，测试舱上开有一个测试口。测试舱内有一个色彩传感器，用于采集颜色信息并传递给单片机，测试舱内还有一个测试光源，它发出的光线照射到测试样品上并反射到色彩传感器，以完成对样品信息的采集。

为了防止滴在测试纸上的血液样品在检测时污染检测装置，本发明还提供一个一次性测试纸夹，该测试纸夹是一个由黑色物质构成的中空壳体，在它的侧面开有一个进纸口，用于测试纸的插入。在测试纸夹的上表面开有一个显示孔，用来显露测试纸上的血滴。将插有测试纸的测试纸夹插入测试舱上的测试口便可进行比色检测，由于在检测时样品试纸并不直接接触检测装置主体部分，因此可防止血液样品对检测装置主体所造成的污染。

色彩传感器选用了带有PWM数据接口的可编程RGB彩色光/频率转换器，它不但可以分别对红、绿、蓝三种基色进行检测，而且它输出的是数字信号，因此可直接与单片机连接，不必进行信号放大和模数转换，简化了电路结构。

为了减少电能消耗，测试光源采用聚光型高亮度白色LED，只需要几毫安的驱动电流既可满足测试需要，这对依靠电池供电的装置而言是非常必要的。

本发明的有益效果是，由于可以把它做成手持式的便携设备，不但可以有效克服人眼辨识不准的缺陷，并且操作简单，检测准确快捷，它为那些不方便和无条件使用大型固定检测设备的应用场所提供了一种非常好的选择，例如采血站和采血车、战地前线医疗队、地震灾区医疗队等，它在社区医疗普查和疾病防治领域也会有用武之地。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图。

图2是本发明实施例测试纸夹的结构示意图。

图3是本发明实施例的电路结构框图。

图1中，1.壳体，2.测试舱，3.测试口，4.单片机，5.操作按钮，6.显示屏，7.色彩传感器，8.测试光源。

图2中，9.测试纸夹，10.显示孔，11.进纸口。

具体实施方式

在图1所示的结构示意图中，壳体1的内部安装有一个以单片机4为核心的检测电路。壳体1的下部连接有测试舱2，它们可以是整体结构，也可以是可以拼装和拆卸的分体结构。整体结构的好处是制作简单，分体结构的好处是便于在需要时更换测试舱，在本实施例中采用了分体结构。测试舱在本发明中是一个比较关键的部件，颜色检测必须使用固定光源，为了防止环境光线的干扰，因此对测试样品的检测需要在隔绝环境光线的环境中进行，测试舱正是提供了这样一个检测环境。在测试舱2的内部安装有色彩传感器7和测试光源8，它们分别与单片机4相电连接。在测试舱2的侧面开有测试口3，用于将检测试纸插入测试舱内。测试口3也可以开在测试舱2的底部使其正对色彩传感器，这样不必将样品试纸插入测试舱内即可进行检测，缺点是操作不便，本实施例并不采用。

壳体1上还安装有操作按钮5和显示屏6，它们分别与单片机4相电连接，用于检测操作和显示检测数据信息。

本发明的工作过程如下：

因为本发明采用比色法对血样进行检测，因此在对血液样品进行检测前，首先要进行标准色彩设定，即把现有技术中使用的标示血红蛋白不同含量的标准色卡模板上的色彩信息采集到单片机4中，采集的方法与对血液样品的检测相同，只是使用的操作按钮不同。

标准色彩设定完成后，即可进行对血液样品的检测。检测时将载有血液样品的测试纸插入测试口3中，按下操作按钮5，此时单片机4启动检测程序，首先点亮测试光源8，然后色彩传感器7将采集到的样品上的色彩信息传递给单片机4，单片机4将接收到的数据与标准色卡上的数据进行比对，即可得到样品上的血红蛋白含量数据并进行显示。由于将载有血液样品的测试纸直接插入测试口3内会污染监测装置，因此，本发明还提供一种测试纸夹，用来隔离血液样品与检测装置的主体。

在图2所示的测试纸夹的结构图中，在中空结构的测试纸夹9的侧面开有进纸口11，载有血液样品的测试纸从此口插入到测试纸夹9中。在测试纸夹9的上表面开有显示孔10，用来显露样品血滴。检测时，样品血滴的面积应大于显示孔10的开口面积，以保证色彩传感器不会采集到测试纸上无血滴区域的色彩信息。在本实施例中，将测试纸夹9做成一次性使用的易耗品，以满足卫生行业的标准要求，它是由黑色塑料经注塑加工而成。至少测试纸夹9的上表面应使用黑色材料，黑色材料对光线全吸收，因此它会吸收掉散射到测试纸夹上的光线使其无法反射到色彩传感器上，以保证色彩传感器所采集到的色彩信息全部来自检测样品。

在图3所示的实施例电路结构框图中，单片机4选用的是美国ATMEL公司生产的Atmega169单片机，该单片机优点是具有驱动段码型LCD显示器的功能，因此无需在电路中另外添加LCD驱动芯片，并且在它的内部集成有16K FLASH程序存储器和1K RAM及512字节的EEPROM，完全可以满足本实施例的需要。与单片机4相电连接的有操作按钮5和段码型LCD显示屏6。与单片机4相电连接的色彩传感器7选用的是由美国TAOS公司生产的TCS230型可编程彩色光/频率转换器，它带有PWM数字兼容的接口，可直接与单片机相连接。TCS230将红(R)、绿(G)、蓝(B)滤波器集成在单芯片上，因此无需ADC就可以实现每彩色信道10位以上的光强度分辨率。它将光强度信号转变成占空比为50％的方波输出，且输出频率与光强度成线性关系。与单片机4相电连接的测试光源8选用的是聚光型高亮度白色LED。采用聚光型LED有两个好处，一是光源所发出的光线基本不散射，几乎全部照射到了测试样品上，因此色彩传感器所接收到的反射光也几乎全部来自测试样品的反射，因此它所采集到的色彩信息失真度非常低，保证了检测精度；二是由于光源所发出的光线大部分投射到了测试样品上，因此只需要几毫安的驱动电流所发出的光强既可满足测试的需要，光源所消耗的电能在本实施例中占有较大比重，节省电能对使用电池驱动的手持仪器来说是非常重要的，它可延长电池的使用寿命。供电电压的变化将影响测试光源的发光强度，发光强度的变化对检测数据影响非常大，因此在本实施例中对测试光源采用了恒流驱动技术。

Claims (4)

1、一种血红蛋白比色检测装置，它包括一个壳体(1)及安装在壳体(1)内以单片机(4)为核心的检测电路构成，其特征在于：壳体(1)连接有一个测试舱(2)，该测试舱(2)上开有一个测试口(3)，测试舱(2)内有一个色彩传感器(7)以及测试光源(8)与壳体(1)内的单片机(4)相电连接。

2、根据权利要求1所述的血红蛋白比色检测装置，其特征在于：测试舱(2)的测试口(3)处插有一个测试纸夹(9)，该测试纸夹(9)是由黑色材料构成的中空壳体，壳体的一侧开有进纸口(11)，壳体的上表面开有一个显示孔(10)，用于显露测试纸上的血滴。

3、根据权利要求1所述的血红蛋白比色检测装置，其特征在于：色彩传感器(7)采用的是带有PWM数字接口的可编程RGB彩色光/频率转换器。

4、根据权利要求1所述的血红蛋白比色检测装置，其特征在于：测试光源(8)由聚光型高亮度白色LED构成。

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